Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Расчёт толщины стенки промысловых трубопроводов для нефти и газа выполняется на основании СП 284.1325800.2016 с изменением №1 от 2021 года. Данный свод правил регламентирует проектирование трубопроводов номинальным диаметром до 1400 миллиметров включительно с избыточным давлением среды не выше 32,0 МПа.
Для международных проектов применяются стандарты ASME B31.4 для жидкостных трубопроводов и ASME B31.8 для газовых систем. Эти стандарты основаны на методе расчёта по допускаемым напряжениям, определяемым через предел текучести материала трубы.
Расчётная толщина стенки трубы определяется как большее из двух значений, вычисленных по пределу прочности и по пределу текучести материала.
Толщина стенки по пределу прочности tu рассчитывается следующим образом: отношение произведения коэффициента надёжности по нагрузке, рабочего давления и наружного диаметра трубы к удвоенному расчётному сопротивлению материала по прочности.
Толщина стенки по пределу текучести ty определяется аналогично через расчётное сопротивление материала по текучести.
Расчётное сопротивление материала вычисляется делением нормативного значения предела прочности или текучести на произведение коэффициентов надёжности по материалу, по назначению и условий работы трубопровода.
Номинальная толщина стенки трубы определяется суммированием расчётной толщины с припусками на минусовой допуск и коррозию. Полученное значение округляется до ближайшей большей стандартной толщины по сортаменту труб.
Стандарт ASME B31.4 применяется для трубопроводов транспортирования нефти и нефтепродуктов. Расчётная толщина стенки определяется через отношение произведения расчётного давления и наружного диаметра трубы к удвоенному произведению минимального предела текучести материала, коэффициента эффективности сварного шва и расчётного коэффициента.
Расчётный коэффициент F для большинства применений составляет 0,72, что обеспечивает коэффициент безопасности примерно 1,39 относительно предела текучести.
В стандарте ASME B31.8 расчётная толщина определяется с учётом класса участка трубопровода. Расчётный коэффициент F зависит от плотности застройки и потенциальных последствий аварии: для класса 1 составляет 0,72, для класса 2 равен 0,60, для класса 3 принимается 0,50, для класса 4 используется 0,40.
Коэффициент эффективности сварного шва E обычно принимается равным единице при условии стопроцентного контроля сварных соединений неразрушающими методами.
Коэффициент надёжности по нагрузке учитывает возможные отклонения внутреннего давления от проектных значений. Для газопроводов этот коэффициент принимается равным 1,10, для нефтепроводов составляет 1,05, что отражает различную степень контроля давления в системах транспортирования газа и жидкости.
Данный коэффициент зависит от типа труб и способа изготовления сварных швов. Для бесшовных труб коэффициент k₁ составляет 1,34. Электросварные прямошовные трубы с двухсторонней сваркой и термообработкой швов имеют коэффициент 1,40. Без термообработки швов значение увеличивается до 1,47. Электросварные спиральношовные трубы характеризуются наибольшим коэффициентом 1,55.
Коэффициент условий работы m варьируется от 0,60 до 0,90 в зависимости от категории трубопровода. Для трубопроводов первой категории, проходящих через населённые пункты, коэффициент принимается 0,60. Для второй категории составляет 0,75, для третьей равен 0,90.
Коэффициент kн учитывает степень ответственности трубопровода и принимает значения от 1,00 до 1,15. Для трубопроводов диаметром более 1000 миллиметров с давлением свыше 5,0 МПа коэффициент составляет 1,15. Для менее ответственных участков значение может быть снижено до 1,00.
Производственный припуск C₁ компенсирует возможное отклонение фактической толщины стенки от номинального значения в меньшую сторону. Этот припуск определяется отрицательным отклонением толщины стенки, установленным стандартами на трубы, и не должен превышать пяти процентов от номинальной толщины.
Припуск C₂ учитывает уменьшение толщины стенки вследствие коррозионного воздействия транспортируемой среды в течение расчётного срока эксплуатации. Величина припуска определяется умножением скорости коррозии на проектный срок службы трубопровода.
Согласно пункту 9.9.18 Изменения №1 к СП 284.1325800.2016, защите от внутренней коррозии подлежат все трубопроводы при скорости внутренней коррозии 0,1 миллиметра в год и выше. Тип применяемой защиты (ингибиторная защита или внутреннее защитное покрытие) устанавливается проектом. При скорости коррозии 0,1 миллиметра в год для срока службы тридцать лет припуск составляет три миллиметра.
Для элементов трубопровода, подвергающихся деформации при изготовлении, предусматривается технологический припуск C₁₂, компенсирующий утонение стенки при штамповке, гибке и других операциях. Величина припуска определяется конкретной технологией изготовления и может составлять от одного до трёх миллиметров.
Рассмотрим расчёт толщины стенки газопровода диаметром 530 миллиметров для транспортирования природного газа при рабочем давлении 5,5 МПа. Трубы электросварные прямошовные из стали класса прочности К52 с минимальным пределом текучести 360 МПа и временным сопротивлением 520 МПа.
Принимаем коэффициенты: надёжности по нагрузке 1,10, по материалу 1,40, по назначению 1,05, условий работы 0,75. Расчётное сопротивление по прочности составляет 520 делённое на произведение 1,40, 1,05 и 0,75, что даёт 473 МПа. Расчётная толщина по прочности равна отношению произведения 1,10, 5,5 и 530 к удвоенному значению 473, результат составляет 3,4 миллиметра.
Расчётное сопротивление по текучести равно 360 делённое на произведение коэффициентов, что составляет 327 МПа. Расчётная толщина по текучести равна 4,9 миллиметра. Принимаем большее значение 4,9 миллиметра.
Добавляем припуск на минусовой допуск пять процентов от предполагаемой номинальной толщины восемь миллиметров, что составляет 0,4 миллиметра, и припуск на коррозию два миллиметра. Суммарная номинальная толщина равна 4,9 плюс 0,4 плюс 2,0, что составляет 7,3 миллиметра. Округляем до стандартной толщины восемь миллиметров.
Для газопровода того же диаметра 530 миллиметров с давлением 5,5 МПа по стандарту ASME B31.8 при классе участка 2 расчётный коэффициент F равен 0,60, коэффициент эффективности сварного шва принимается равным единице.
Расчётная толщина определяется отношением произведения 5,5 и 530 к удвоенному произведению 360, единицы и 0,60, результат составляет 6,7 миллиметра. Добавляем припуск на коррозию два миллиметра и производственный допуск 12,5 процента, что даёт итоговую толщину около десяти миллиметров.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.